[实用新型]一种在线测量高温烟气湿度的传感器

说明书

本实用新型属于烟气湿度测量技术领域，具体涉及一种在线测量高温烟气湿度的传感器。本实用新型主要由湿度传感器测量腔、烟气入口、烟气出口以及通过信号电缆线相连接的信号处理控制器所构成；两个氧传感器单元，1#氧传感器单元与2#氧传感器单元的头部位于湿度传感器测量腔同一层流截面。本实用新型解决了烟气温度高于180℃的工况中烟气湿度在线测量问题，提供一种可以长期在线测量烟气湿度的湿度传感器；进一步地解决了现有同类技术仅仅适用于密闭环境或静态环境的湿度测量的问题。

技术领域

本实用新型属于烟气湿度测量技术领域，尤其涉及一种在线测量高温烟气湿度的传感器。

背景技术

目前烟气湿度测量一般采用阻容法湿度仪测量烟气湿度，在烟气温度高于180℃的工况下，电容法湿度传感器因为耐受温度不够无法使用，不能满足烟气温度高于180℃工况下烟气湿度在线测量的需要，也就没有彻底解决高温烟气环境下湿度长期在线测量的问题。因此，解决烟气温度高于180℃工况下湿度测量仪器所需的烟气湿度传感器，确保烟气湿度仪可以长期在线测量烟气湿度参数，是环保行业烟气湿度测量领域的迫切需求。

另一种极限电流氧传感器，通常应用在较为干净的测量环境中，比如“蒸烤箱内膛湿度快速检测装置及方法”(申请公布号：CN106370711A，申请日：2016年8月29日)。极限电流氧传感器应用技术开发，还有把研究重点放在如何用单片机对极限电流氧传感器的信号采集处理、显示等电路处理方面，比如“一种高温湿度仪及其测量方法”(授权公告号CN103543190B，申请日：2013年9月18日)的专利。这些是相对成熟的技术，用一个极限电流氧传感器来实现湿度测量，看似可行，实际上则存在2个严重缺陷。第一个缺陷是极限电流氧传感器分为2类，一类只测量被测气体中的含氧量，另一类测量被测气体中包含水分在内的含氧量，其用一个极限电流氧传感器来回切换工作电压直接导致该传感器获取的测量结果存在歧义，因为工作电压切换前、切换后获得的测量结果是否真的不包含水分、或者真的已经完整的包含了水分在内不能确定。来回切换工作电压传感器均需要稳定时间，否则无法稳定工作。稳定时间长则测量的不是同一股气体，稳定时间短则传感器获取的测量值没有意义。第二个更为严重的缺陷是其2次测量值相减没有实际意义，因为2个工作状态下测量的不是同一时刻的气体，这样测量出来的2个物理量相减就没有实际意义，无法与被测气体的湿度进行关联(我们只能认为在密闭空间中该专利描述的测量值是有物理意义的，因为密闭空间中的湿度在测量期间不会发生变化)。可见现有技术用于开放环境下动态气体的测量数据与实际湿度无法关联，没有物理意义，其数据自然不可靠。用于开放环境下废烟气湿度测量的原理和方法均存在严重缺陷，基于现有技术的产品也就存在严重缺陷。

发明内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型主要解决烟气湿度测量数据可靠性的问题，首先要构建适用于在线烟气湿度测量，测量值能反应实际烟气湿度的湿度传感器，即解决同时测出同一股烟气的干基氧含量和湿基氧含量的问题。

进一步地，构建能在温度高于180℃的工况中测量烟气氧含量的氧传感器单元，该氧传感器单元，能够实时、动态的达到保护条件，使得氧传感器单元内部温度十分稳定，不易被外部开放环境的波动所影响。

进一步地，解决数据处理处理问题，得到可靠的湿度测量值，提供了一种可以适用于开放环境烟气湿度测量的高温烟气湿度测量的方法。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：设计一种在线测量烟气湿度的传感器，主要由湿度传感器测量腔和信号处理控制器构成，所述湿度传感器测量腔具有连接烟气管道的烟气入口和烟气出口；所述湿度传感器测量腔同一层流截面安装有两个氧传感器单元，分别为1#氧传感器单元和2#氧传感器单元。所述1#氧传感器单元测量烟气不包含水汽的氧含量，称为干基氧含量，所述2#氧传感器单元测量烟气包含水汽的氧含量，称为湿基氧含量。所述信号处理控制器与所述氧传感器单元电联接。